Презентация по основам алгоритмизации на тему "Система программирования"

Придумать алгоритм из повседневной жизни и описать его в виде алгоритма
Что такое цикл?
Какой алгоритм называется циклическим? Приведите пример циклического алгоритма.
Какие виды циклических алгоритмов Вы знаете и чем они различаются? Приведите примеры.
Чем циклический алгоритм отличается от линейного и разветвляющегося? Приведите примеры




Проверка домашнего задания

Программирование – это процесс создания программ, разработки всех типов ПО






Программирование

Языки программирования – это формальные языки, предназначенные для создания компьютерных программ.
В школе Вы уже учились писать программы
Какой язык программирования Вы использовали?
Программу можно написать на листе бумаги? Имеет ли смысл такая программа?
Чем программа, написанная на листе бумаги отличается от программы, написанной на ПК?




Язык программирования

Программу на языке программирования можно записать на листке бумаги, но чтобы её мог выполнить компьютер, программу нужно ввести в компьютер, перевести исходный код программы в двоичный код, проверить правильность её работы и при необходимости внести исправления
Для этого предназначены специальные программные средства
Комплекс программных средств, предназначенных для разработки компьютерных программ на языке программирования, называют системой программирования




Язык программирования

Ленинск-Кузнецкий, 2022
ГПОУ «Ленинск-Кузнецкий политехнический техникум»
Преподаватель Щеглова Алена Александровна
Теоретическое занятие
для студентов II курса
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Система программирования

Процесс создания компьютерных программ называется программированием, а специалисты, занимающиеся этим видом деятельности, — программистами.
Система программирования – это совокупность программ, предназначенная для разработки программного обеспечения на языке программирования






Системы программирования

Описание алгоритма в виде последовательности команд, необходимых для решения задачи, на языке программирования называется программой.




Язык программирования

ПК выполнит алгоритм, если он написан в понятной ему форме
Процессор получает данные и команды в виде электрических сигналов.
В двоичном коде наличие сигнала описывается понятием «1», а его отсутствие – понятием «0».





Язык программирования

Программы для первых ПК составляли в машинных кодах.
В таблице команд процессора можно было просмотреть назначение каждого кода.
Например, две команды для процессора, в 16-м коде:
MOV AX,0123h
ADD AX,25h
АХ – имя регистра (ячейки памяти) процессора
MOV – записывает в регистр новое значение
ADD добавляет число к содержимому ячейки
h после числа означает, что оно записано в шестнадцатеричной системе счисления




Системы программирования

Процессор может выполнить только программу, написанную в машинных кодах
Работать с машинными кодами неудобно, поэтому возникла задача перевода программы с понятного языка в машинный код
Программы-ассебмлеры - переводят программы с понятного языка в машинный код
Программы на языке ассемблера, написанные для одного процессора, не будут работать на другом, т.к. каждый процессор имеет свою систему команд




Системы программирования

Со временем для удобства программирования были созданы языки программирования высокого уровня (алгоритмические языки).
Языки программирования высокого уровня - это формальные языки, созданные для разработки программ. Команды строятся из слов естественного языка, каждая команда воспринимается однозначно в соответствии с установленными правилами.
Для перевода программы, написанной на языке высокого уровня, в машинные коды, применяют специальные программы — трансляторы




Системы программирования

К 2010 году в мире было разработано более 8500 языков программирования.
Первым программистом в мире считается Ада Лавлейс, которая в 1843 г. написала программу для Аналитической машины Чарльза Бэббиджа
В 1979 г. в США был разработан язык программирования Ада, названный в её честь.





Системы программирования

В 1957 г. был создан один из первых алгоритмических языков  Фортран  - применяется для научных вычислений.
По области применения языков программирования выделяют:
профессиональные языки общего назначения: Java, С, C++, С#, Visual Basic, Delphi;
языки для программирования интернет-сайтов: РНР, JavaScript, Perl, ASP, Python;
языки для решения задач искусственного интеллекта: Лисп, Пролог;
языки для обучения программированию: Бейсик, Паскаль, Лого, Python





Системы программирования

Транслятор - программа, осуществляющая перевод программы с языка программирования высокого уровня на язык машинных команд.




Компоненты системы программирования

1. Интерпретатор ‒  это программа, которая преобразует каждый оператор программы в машинную команду и сразу передает ее на выполнение. После выполнения преобразуется следующий оператор и т.д.
2. Компилятор  ‒   это программа, которая преобразует в машинный код всю программу целиком и только потом отдает ее на выполнение. Готовая программа будет выполняться только в той операционной системе, для которой она была создана





Виды трансляторов

Виды ошибок
1) Синтаксические ошибки – это ошибки в записи конструкций языка программирования (чисел, переменных, функций, выражений, операторов, меток, подпрограмм). Например, это может быть отсутствующая закрывающая скобка в уравнении.
#include <iostream>
int main()
{ std::cout < "Hi there"; << x; // недопустимый оператор (<), лишняя точка с запятой, необъявленная переменная (x)
return 0 // отсутствие точки с запятой в конце инструкции
}
2) Семантические ошибки – это ошибки, связанные с неправильным содержанием действий и использованием недопустимых значений величин. Семантическая ошибка возникает, когда оператор синтаксически правильный, но не выполняет то, что задумал программист.

Примеры семантической ошибки

Деление на ноль:
#include <iostream>
int main()
{
int a { 10 };
int b { 0 };
std:: cout << a << " / " << b << " = " << a / b; // деление на 0 не определено
return 0;
}
или
#include <iostream>
int main()
{ return 0; // функция завершается здесь
std::cout << "Hello, world!";} // поэтому это не выполняется

Виды ошибок

Системы программирования
Программы, разработанные для ОС Windows, могут быть запущены в Linux с помощью программы-оболочки Wine
Чтобы совместить достоинства интерпретаторов и компиляторов, была предложена идея компиляции программы в некоторый промежуточный исполняемый код (псевдокод, P-код), а не сразу в команды конкретного процессора.
Для выполнения псевдокода нужна специальная среда —виртуальная машина, которую можно разработать для любого процессора и любой ОС.
Программа сначала обрабатывается компилятором, который строит псевдокод, а потом этот псевдокод выполняется интерпретатором.

Состав системы программирования
• транслятор;
• компоновщик  — программа, которая собирает разные части создаваемой программы и функции из стандартных библиотек в единый исполняемый файл.









На рисунке показано, как собирается программа на языке Си, состоящая из двух модулей (исходные файлы qq.c и qql.c)

Состав системы программирования
• отладчик — программа для поиска ошибок в других программах, позволяющая:
выполнять программу в пошаговом режиме (по одной строке);
выполнять программу до строки, где установлен курсор; устанавливать точки останова (англ, breakpoints);
просматривать и изменять значения переменных в памяти;

Состав системы программирования
• профилировщик  — программа, позволяющая оценить время работы каждой процедуры и функции, используется, чтобы выяснить, какую процедуру нужно оптимизировать в первую очередь.

Состав системы программирования
Библиотеки стандартных подпрограмм - это набор готовых процедур и функций, которые можно вызывать из своей программы.
Например, в большинстве языков программирования есть стандартные функции для вычисления синуса и косинуса. Они подключаются к программе на этапе сборки, это делает компоновщик.